Forschungsprojekt Schweißnaht-Tragfähigkeit mittels Ultraschall-Mikroskopie und FEM-Simulation bestimmen

Unregelmäßigkeiten wie Risse oder Poren innerhalb einer Schweißverbindung können die Tragfähigkeit des verschweißten Bauteils beeinträchtigen. Im Forschungsprojekt „FEMUSkopie“ wollen die RIO GmbH und das Technologie-Institut für Metall und Engineering (TIME) die Haltbarkeit von Schweißnähten zweifelsfrei nachweisen, ohne sie zu zerstören.

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Bislang gibt es kein Verfahren, das direkte Rückschlüsse auf die Tragfähigkeit einer Schweißverbindung ermöglicht, ohne diese bei einer entsprechenden Prüfung zu zerstören. Um den Endkunden trotzdem Sicherheit zu gewährleisten, werden Verschweißungen überdimensioniert, zusätzliche Sicherheitsschweißpunkte gesetzt und darüber hinaus materialintensive Prüfreihen durchgeführt. Das erhöht den Aufwand und steigert die Herstellungskosten von Produkten.

Das gemeinsame Forschungsprojekt von RIO und TIME hat zum Ziel, die Tragfähigkeit von Schweißverbindungen zu bestimmen, ohne diese zu zerstören und dafür spezielle Prüfteile fertigen zu müssen. Die beiden Unternehmen bündeln dabei ihre jeweils hauseigenen Kompetenzen. „Grundidee ist, die vorhandene Schweißverbindung mit Hilfe der Ultraschall-Mikroskopie – einer Technologie, die bisher vor allem in der Waferfertigung angewendet wird – inklusive eventueller Fehlstellen zu erfassen und mit den gewonnenen Daten einen „digitalen Zwilling“ zu schaffen“, so TIME-Geschäftsführer Dr. Ralf Polzin. „Anhand einer auf darauf basierenden FEM-Simulation kann dann die Tragfähigkeit der Verbindung realitätsnah simuliert werden. Für die Umwandlung der USM-Daten in CAD-Daten haben wir einen Algorithmen in der Geologie gefunden. Was wir dann mit den Daten machen, ist Maschinelles Sehen, also die Nutzung von Methoden aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz.“ RIO-Geschäftsführer Dr. Andreas Günther ergänt: „Projektziel ist, ein Verfahren zu entwickeln und zu professionalisieren, dass es möglich macht, Schweißverbindungen mit nicht ausreichender Qualität schnell zu erkennen und auszusondern. Erhebliche Einsparungen an Material, Energie und Arbeitsaufwand wären das Ergebnis“. Für das Verfahren wurde eine Patentanmeldung eingereicht.

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